Les mitochondries sont la centrale cellulaire des cellules eucaryotes. La fonction principale des mitochondries est la production d’adénosine triphosphate (ATP) via un processus connu sous le nom de phosphorylation oxydative. L’ATP est un nucléotide qui stocke de l’énergie sous forme de liaisons chimiques. L’énergie est dérivée des nutriments cellulaires, principalement du glucose et des acides gras, et libérée chaque fois qu’elle est requise par les fonctions énergétiques des cellules. Ces fonctions cellulaires nécessitant de l’énergie sont le transport membranaire, la synthèse de composés pour conduire les réactions métaboliques et le travail mécanique.
Ces structures sont des organites cytoplasmiques à double membrane que l’on trouve dans la plupart des cellules eucaryotes. Ils sont flexibles et en forme de tige, et leur diamètre varie de 0.5 à 1.0 micromètre. Le système membranaire d’une mitochondrie se compose d’une membrane mitochondriale externe lisse et d’une membrane mitochondriale interne pliée, séparées par un espace étroit appelé espace intermembranaire. L’espace matriciel, ou espace intercristal, est le grand espace délimité par la membrane interne. Chacun de ces composants joue un rôle important dans la fonction cellulaire et contribue à la fonction principale des mitochondries.
La membrane mitochondriale externe a un grand nombre de porines, qui sont des canaux protéiques transmembranaires qui permettent la libre diffusion de grandes et petites molécules. Il peut accepter des molécules aussi grosses que 10 kilodaltons et aussi petites que 6,000 XNUMX daltons. Cette membrane est relativement perméable aux ions et aux petites molécules, ainsi le contenu de l’espace intermembranaire ressemble au cytosol.
Néanmoins, la fonction principale des mitochondries se trouve dans la membrane mitochondriale interne et l’espace matriciel. La membrane mitochondriale interne est repliée en crêtes, qui fournissent une plus grande surface pour la synthèse d’ATP. Cette membrane possède un grand nombre de cardiolipines, qui sont des phospholipides qui rendent ces derniers presque imperméables aux protons, aux électrons et aux ions. L’ATP synthase et les chaînes respiratoires, deux complexes protéiques, se trouvent également dans cette membrane. L’ATP synthase est responsable de la génération d’ATP, tandis que les chaînes respiratoires maintiennent le gradient de protons qui fournit l’énergie pour la phosphorylation oxydative.
L’espace matriciel est rempli d’un fluide dense principalement composé d’enzymes responsables de la dégradation des acides gras et du pyruvate en l’intermédiaire métabolique acétyl coenzyme A, et de l’oxydation ultérieure de cet intermédiaire dans le cycle de Krebs ou acide tricarboxylique. Le pyruvate est un produit initial du métabolisme du glucose qui se produit dans le cytosol, qui est ensuite transporté dans les mitochondries. L’espace matriciel contient également le système génétique mitochondrial, l’acide désoxyribonucléique circulaire mitochondrial double brin (ADNc) et les enzymes nécessaires à l’expression du génome mitochondrial. Bien qu’il ait son propre système génétique, les protéines codées par les gènes nécessaires à la formation et au fonctionnement normal des mitochondries sont situées dans le génome du noyau de la cellule.